ГАММА-ДЕФЕКТОСКОП ЗАТВОРНОГО ТИПА Российский патент 2023 года по МПК G01N23/02 

Изобретение относится к области исследования материалов без их разрушения направленным потоком проникающего гамма-излучения, а именно к гамма-дефектоскопии.

Известны гамма-дефектоскопы для неразрушающего контроля объектов просвечиванием потоком проникающего излучения, например, устройство для радиографического контроля, содержащее радионуклидный источник излучения в блоке радиационной защиты, выполненном в виде затворных секторов с возможностью их поворота для формирования пучка излучения, и механизм управления затвором (Майоров А.Н. и др. Радиоизотопная дефектоскопия (методы и аппаратура) М., Атомиздат, 1976, с. 71-73).

Известен также портативный гамма-дефектоскоп с затвором барабанного типа, в котором источник гамма-излучения перемещается из положения хранения в положение просвечивания к коллимационному окну при повороте барабана на 180°, размещенного в эксцентричной полости неподвижного блока защиты (Патент РФ №2477463., опубл.10.03.2013, Бюл. 7).

Портативная гамма-дефектоскопическая аппаратура указанного типа предназначена для радиографического контроля сварных стыков в конструктивно стесненных условиях монтажа и ремонта на объектах котлонадзора, судостроения, химической, нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленностей, а также в энергетической отрасли.

Известны реализованные на основе системы глубокой коллимации, обеспечивающие выпуск и перекрытие фронтально-направленного пучка излучения гамма-дефектоскопы затворного типа, включающие в себя корпус, составной блок биологической защиты, статичный фрагмент которого с глубокой коллимационной щелью снабжен радионуклидным излучателем, а профилированный соответственно коллимационной щели затворный сегмент жестко скреплен с дискретно-подвижный маятниковой кулисой, шарнирно интегрированной в корпус, П-образную откидную ручку переноса, в исходном горизонтальном состоянии обращенную рукояткой в сторону, противоположную коллимационной щели и выполненную с возможностью перевода из горизонтального в вертикальное положение на поворотных цапфах, снабженных профилированным кулачком, кинематически блокирующими кулису с затворным сегментом в закрытом состоянии при доставке гамма-дефектоскопа оператором в зону контроля за ручку переноса, переведенную из горизонтального в фиксированное вертикальное положение, аппарель ручного регулирования курсовой направленности геометрической оси коллимированного фронтального пучка гамма-излучения относительно центра зоны контроля, а также механический привод выпуска (перекрытия) пучка излучения, кинематически сопряженный с маятниковой кулисой (патент РФ №2742632 опубл.09.02.2021, Бюл.4).

Основными недостатками известных средств радиографического контроля в том числе в условиях конструктивной стесненности и низкой освещенности является недостаточная прецизионность реализуемой оператором координации условной геометрической оси направленного фронтально коллимированного пучка излучения по центру «зоны интереса» объекта контроля «на глазок», что негативно отражается на качестве регистрации детектором полутонового отображения макроструктуры объекта контроля вследствие смещения зоны облучения за пределы «зоны интереса», регистрации детектором обратно-рассеянного излучения от сопредельных конструкций, недопустимых перепадов оптической плотности поля снимка, а также повышения радиационной опасности, сопряженной с вероятностью повышения лучевых нагрузок на персонал и окружающую среду.

Наиболее близких аналогов из области техники не выявлено.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является обеспечение визуализации траектории нацеливания виртуального центра фронтального пучка гамма-излучения в ручном режиме относительно точечно обозначенного центра «зоны интереса» объекта контроля, которая достигается конвертацией штатной откидной ручки переноса, оснащенной рукояткой, в прицельную рамку, армированную генератором лазерного излучения, для визуализированного сопровождения и регулировки траектории курсовой направленности виртуальной геометрической оси фронтального пучка гамма-излучения устройства оператором посредством совмещения точечной проекции узконаправленного лазерного луча с ранее маркированным центром «зоны интереса» объекта контроля в целях регистрации макроструктуры объекта контроля в технологически востребованном формате и исключения вероятности повышения радиационных нагрузок на персонал и окружающую среду.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в гамма-дефектоскопе затворного типа, включающем в себя корпус, составной блок биологической защиты, статичный фрагмент которого с глубокой коллимационной щелью снабжен радионуклидным излучателем, а профилированный соответственно коллимационной щели затворный сегмент жестко скреплен с дискретно-подвижный маятниковой кулисой, шарнирно интегрированной в корпус, и кинематически сопряженной с механическим приводом выпуска (перекрытия) пучка излучения, аппарель ручного регулирования курсовой направленности виртуальной геометрической оси коллимированного фронтального пучка гамма-излучения относительно зоны контроля, снабженную рукояткой П-образную откидную ручку переноса, поворотно агрегатированную в корпус цапфами, снабженными профилированным кулачком, кинематически блокирующим кулису и инерционный затворный сегмент при ее переводе из исходного горизонтального положения, обращенного в сторону противоположную коллимационной щели, в вертикальное и выполненную с возможностью конвертации в прицельную рамку, при которой ее рукоятка с внешней стороны идентично виртуальной геометрической оси фронтального пучка гамма-излучения армирована автономным лазерным излучателем типа «лазерная указка» с элементом питания и герметичным выключателем серии «геркон», реализующими автоматизированный выпуск узконаправленного лазерного луча исключительно при полном переводе до соответственно профилированного на внешней поверхности корпуса упора откидной ручки переноса из исходного состояния в строго фиксированное относительно коллимационного окна, при котором кулиса и инерционный затворный сегмент блокируются в закрытом состоянии соответствующим профилем кулачка, жестко сопряженного с ручкой переноса, а оптическая ось узконаправленного луча лазерного излучателя адекватна виртуальной геометрической оси формируемого фронтального пучка гамма-излучения.

Указанный технический результат достигается и в том случае, когда откидная ручка переноса в вертикальном состоянии автоматически блокируется относительно корпуса конструктивно сопряженным с ручкой подпружиненным селектором, а ее деблокирование и дальнейший поворот до упора с достижением юстированной оптической оси узконаправленного луча лазерного излучателя фиксированного положения адекватно геометрической оси виртуального фронтального пучка гамма-излучения, реализуется оператором исключительно в ручном режиме.

Указанный технический результат достигается также и в случае, когда лазерный излучатель включает в себя таймер продолжительности его включения.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:

На фиг. 1 -схематично представлен общий вид гамма-дефектоскопа затворного типа с откидной ручкой переноса в положении выпуска пучка излучения

На фиг. 2 - схематично представлено изображение деталей и узлов радиационной головки в положении переноски аппарата и задействованными блокировками затвора.

На фиг. 3 - схематично представлено изображение деталей и узлов радиационной головки с заблокированной ручкой переноса.

На фиг. 4 - схематично представлен общий вид гамма-дефектоскопа в рабочем положении с ручкой переноса в положении подготовки к работе, Прицеливание лазерным излучателем на объект контроля

Предлагаемое устройство включает корпус 1, откидную ручку переноса 2 с подпружиненным селектором, блокирующим ручку 3 в вертикальном положении, и рукояткой 4, армированной автономным лазерным излучателем 5, элементами питания 6 и выключателем «геркон» 7, в комплекте с постоянным магнитом 7А, статичный блок биологической защиты 8 с радионуклидным излучателем 9, затворный узел в виде сегмента защиты 10, скрепленного с дискретно-поворотной кулисой 11, кинематически сопряженной с механическим приводом выпуска (перекрытия) пучка излучения 12, аппарель ручного регулирования устройства в системе координат 13, замковый механизм 14 и съемную бленду коллимационного окна 15.

Ручка переноса 2 конструктивно сопряжена с корпусом 1 через парную систему поворотных цапф 16, оснащенных кулачком 17, блокирующим дискретно-поворотную кулису 11 в исходном состоянии согласно рабочему алгоритму

Устройство функционирует следующим образом.

Устройство в сборе с перечисленными выше составляющими, конструктивно сопряженными с корпусом 1, за рукоятку 4, откидной ручки переноса 2, заблокированной в вертикальном положении подпружиненным селектором 3, доставляют в зону контроля и предварительно базируют относительно объекта контроля согласно требованиям Правил контроля на соответствующем фокусном расстоянии.

Селектором 3 оператор деблокирует откидную ручку переноса 2 и поворачивает ее до конструктивного упора корпуса 1 в сторону съемной бленды коллимационного окна 15 в состояние, при котором рукоятка 4 занимает базовое положение у коллимационного окна и гарантированно обеспечивает строгую ориентацию оптической оси узконаправленного луча лазерного излучателя 5, конструктивно сопряженного с ней, адекватно геометрической оси виртуального фронтального пучка гамма-излучения с сохранением блокировки дискретно-поворотной кулисы 11 и затворного сегмента защиты 10 кулачком 17 в закрытом состоянии, а также одновременным автоматизированным подключением лазерного излучателя 5 к элементам питания 6 на дискретно устанавливаемый временной период выключателем системы «геркон» 7 при его взаимодействии с постоянным магнитом 7А, встроенным в корпус 1 с возможностью взаимодействия с выключателем «геркон» 7 при соответствующей координации их пространственного расположения.

Прецизионная регулировка курсовой направленности виртуальной геометрической оси фронтального пучка гамма-излучения устройства относительно точечно обозначенного центра в системе координат обеспечивается в ручном режиме посредством регулировочных средств аппарели 13 в визуальном сопровождении оператора совмещением точечной проекции узконаправленного луча лазерного излучателя 5 с ранее обозначенным центром «зоны интереса» объекта контроля.

После завершения прецизионной регулировки курсовой направленности устройства П-образная откидная ручка переноса 2 переводится оператором в исходное состояние с одновременным автоматизированным отключением элементов электропитания 6 лазерного излучателя 5 и деблокированием дискретно-поворотной кулисы 11 и затворного сегмента защиты 10 кулачком 17.

Последующая процедура радиографического контроля предопределена известным алгоритмом технологической последовательностью действий оператора, включающих в себя:

- установку детектора, соответствующего нормативным технологическим регламентам, в зону контроля; - деблокирование замкового механизма 14;

- выпуск и перекрытие фронтального пучка излучения с использованием механического привода 12 с выдержкой времени

- экспозиции согласно технологическому регламенту контроля и т.п.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить

функциональную адаптацию конструктивной платформы портативной аппаратуры радиационного контроля затворного типа к требованиям прецизионного позиционирования курсовой направленности условной геометрической оси коллимированного фронтального пучка гамма-излучения относительно центральной точки зоны контроля, что является ключевой задачей предлагаемого технического решения.

Таким образом, предложенная совокупность конструктивных признаков необходима и достаточна для обеспечения заявленного технического результата.

Использование: для исследования материалов без их разрушения направленным потоком проникающего гамма-излучения. Сущность изобретения заключается в том, что гамма-дефектоскоп затворного типа включает в себя корпус, составной блок биологической защиты, статичный фрагмент которого с глубокой коллимационной щелью снабжен радионуклидным излучателем, а профилированный соответственно коллимационной щели затворный сегмент жестко скреплен с дискретно-подвижный маятниковой кулисой, шарнирно интегрированной в корпус, и кинематически сопряженной с механическим приводом выпуска (перекрытия) пучка излучения, аппарель ручного регулирования курсовой направленности виртуальной геометрической оси коллимированного фронтального пучка гамма-излучения относительно зоны контроля, снабженную рукояткой П-образную откидную ручку переноса, поворотно агрегатированную в корпус цапфами, жестко сопряженными с профилированным кулачком, кинематически блокирующим кулису и инерционный затворный сегмент при переводе ручки из исходного горизонтального положения, обращенного в сторону противоположную коллимационной щели, в вертикальное, при этом откидная П-образная ручка переноса выполнена с возможностью конвертации в прицельную рамку, при которой ее рукоятка с внешней стороны идентично виртуальной геометрической оси фронтального пучка гамма-излучения армирована лазерным излучателем типа «лазерная указка» с элементом питания и герметичным выключателем комплекта серии «геркон», реализующими автоматизированный выпуск узконаправленного луча при полном переводе до соответственно профилированного на внешней поверхности корпуса упора откидной ручки переноса из исходного состояния в фиксированное относительно коллимационного окна, при котором кулиса и инерционный затворный сегмент блокируются в закрытом состоянии соответствующим профилем кулачка, жестко сопряженного с ручкой переноса, а оптическая ось узконаправленного луча лазерного излучателя адекватна виртуальной геометрической оси формируемого фронтального пучка гамма-излучения. Технический результат: обеспечение возможности визуализации траектории нацеливания виртуального центра фронтального пучка гамма-излучения в ручном режиме относительно точечно обозначенного центра «зоны интереса» объекта контроля. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гамма-дефектоскоп затворного типа, включающий в себя корпус, составной блок биологической защиты, статичный фрагмент которого с глубокой коллимационной щелью снабжен радионуклидным излучателем, а профилированный соответственно коллимационной щели затворный сегмент жестко скреплен с дискретно-подвижный маятниковой кулисой, шарнирно интегрированной в корпус, и кинематически сопряженной с механическим приводом выпуска-перекрытия пучка излучения, аппарель ручного регулирования курсовой направленности виртуальной геометрической оси коллимированного фронтального пучка гамма-излучения относительно зоны контроля, снабженную рукояткой П-образную откидную ручку переноса, поворотно агрегатированную в корпус цапфами, жестко сопряженными с профилированным кулачком, кинематически блокирующим кулису и инерционный затворный сегмент при переводе ручки из исходного горизонтального положения, обращенного в сторону противоположную коллимационной щели, в вертикальное, при этом откидная П-образная ручка переноса выполнена с возможностью конвертации в прицельную рамку, при которой ее рукоятка с внешней стороны идентично виртуальной геометрической оси фронтального пучка гамма-излучения армирована лазерным излучателем типа «лазерная указка» с элементом питания и герметичным выключателем комплекта серии «геркон», реализующими автоматизированный выпуск узконаправленного луча при полном переводе до соответственно профилированного на внешней поверхности корпуса упора откидной ручки переноса из исходного состояния в фиксированное относительно коллимационного окна, при котором кулиса и инерционный затворный сегмент блокируются в закрытом состоянии соответствующим профилем кулачка, жестко сопряженного с ручкой переноса, а оптическая ось узконаправленного луча лазерного излучателя адекватна виртуальной геометрической оси формируемого фронтального пучка гамма-излучения.

2. Гамма-дефектоскоп по п. 1, отличающийся тем, что откидная ручка переноса в вертикальном состоянии выполнена с возможностью обеспечения автоматической блокировки относительно корпуса конструктивно сопряженным с ручкой подпружиненным селектором, а ее деблокирование и дальнейший поворот до соответственно профилированного на внешней поверхности корпуса упора с достижением фиксированного положения адекватно геометрической оси виртуального фронтального пучка гамма-излучения юстированной оптической осью узконаправленного луча конструктивно интегрированного в рукоятку лазерного излучателя, реализуется оператором исключительно в ручном режиме.

3. Гамма-дефектоскоп по п. 1 или 2, отличающийся тем, что лазерный излучатель совмещен с таймером продолжительности его включения.